Крах проекта «Фобос»

Крах проекта «Фобос»

Во второй половине ХХ века советских ученых очень занимал марсианский спутник Фобос. Гипотеза Иосифа Шкловского о его искусственном происхождении, проиллюстрированная текстами популярных писателей-фантастов (братья Стругацкие, «Стажеры»; Владимир Михайлов, «Особая необходимость»; Александр Казанцев, «Фаэты»), захватывала и будила воображение.

В 1979 году в Советском Союзе была инициирована программа создания универсальных космических аппаратов для изучения планет Солнечной системы – проект «УМВЛ» («Универсальный [для изучения] Марса, Венеры, Луны»). Разработка «универсала» продвигалась медленно, и в конечном итоге проект вылился в беспилотную миссию, известную под названием «Фобос».

Дело было поставлено с размахом. В кооперацию по разработке исследовательских методик и оборудования станций пригласили не только советские институты, но и научные учреждения Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Чехословакии, ФРГ, Австрии, Финляндии, Франции, Швейцарии и Швеции. На подготовку экспедиции «Фобос» в период с 1980 по 1989 год было затрачено около 500 миллионов рублей.

В состав новой межпланетной станции, разработанной в Научно-исследовательском центре имени Г. Н. Бабакина, входили собственно космический аппарат и автономная двигательная установка. Ученые, занятые в проекте, придумали для «Фобоса» уникальное оборудование, позволяющее исчерпывающе изучить этот спутник Марса.

Предполагалось, что, выйдя на высоту около 50 км над поверхностью Фобоса, аппарат начнет сближение с ним по командам от бортовых систем. Приблизившись на расстояние 50 м, станция дрейфовала бы в течение 15–20 минут. Во время дрейфа впервые в истории «Фобос» должен был исследовать элементный и изотопный состав грунта на поверхности, используя лазерное и ионное зондирование. Благодаря испарению вещества под воздействием этих дистанционных инструментов можно установить химические и физические свойства грунта. Снятие проб планировалось осуществить в ста заранее намеченных точках. Параллельно телевизионная система обеспечивала бы съемку через три светофильтра, что позволяло получить синтезированные цветные снимки, где станут различимы детали поверхности Фобоса с линейными размерами 6 см. Запоминающее устройство, входящее в состав видеоспектрометрического комплекса, было способно сохранять до 1100 полных кадров и затем считывать их для передачи на Землю.

На апрель-май 1989 года ученые запланировали цикл исследований Фобоса с помощью посадочных зондов: долгоживущей автономной станции и передвижного зонда. После отделения от космического аппарата автономная станция загарпунивалась на поверхности Фобоса. В течение трех месяцев она должна была провести разнообразные научные эксперименты.

В конце мая 1989 года с «Фобоса-2» должен был десантироваться еще и маленький передвижной зонд. Он мог перемещаться по поверхности марсианского спутника, пользуясь его незначительной гравитацией. Столкнувшись с поверхностью, зонд отскакивал, погашая амортизацией корпуса часть энергии удара. После нескольких таких отскоков и остановки зонд отделял ориентирующее устройство и переводился с помощью специальных «усов» в рабочее положение. Изучив в месте первой остановки грунт спутника, зонд, оттолкнувшись пружинным механизмом от поверхности, совершал баллистический перелет на расстояние четырех десятков метров, вновь успокаивался и продолжал исследование грунта – всего он мог совершить десять таких прыжков.

Проект был столь хорошо продуман, что никто не сомневался в успехе. 7 и 12 июля 1988 года, стартовав с космодрома Байконур, четырехступенчатые ракеты-носители «Протон-К» вывели на траекторию полета к Марсу две автоматические станции: «Фобос-1» («1Ф», «изделие» № 101) и «Фобос-2» («1Ф», «изделие» № 102). Поначалу все шло хорошо, но вскоре начались проблемы.

2 сентября 1988 года из-за ошибки, допущенной оператором при составлении программы работы бортовой аппаратуры, произошло отключение рабочего комплекта исполнительных органов системы ориентации, что привело к неуправляемому полету «Фобоса-1». В результате бортовые батареи разрядились, а космический аппарат потерял способность принимать радиокоманды.

Потеря «Фобоса-1» была нелепостью, но изменить что-либо было нельзя. Оставалось уповать на то, что с «Фобосом-2» ничего подобного не произойдет.

29 января 1989 года «Фобос-2» достиг окрестностей Марса и был переведен на эллиптическую орбиту над марсианским экватором с периодом обращения в трое суток. Несколько позже станцию перевели на эллиптическую орбиту наблюдения высотой около 6300 км. Исследования продолжались почти два месяца. Станция слушалась команд с Земли, передавала четкие снимки Марса и Фобоса. Все закончилось, когда станция начала сближаться с Фобосом, чтобы сбросить на его поверхность автономную станцию. И тут связь прервалась.

26 марта 1989 года, за сутки до потери связи с «Фобосом-2», его звездный датчик зафиксировал «неизвестный объект значительных размеров». При тщательной проверке среди переданных на Землю снимков были обнаружены изображения черного веретенообразного объекта и темной полосы. Информации об этом оказалось достаточно, чтобы в некоторых средствах массовой информации появились кричащие заголовки типа: «Марсиане похитили советский космический аппарат!» или «Марсианская противовоздушная оборона до сих пор действует!». Только в 1997 году специалисты дали обстоятельное объяснение произошедшему. Оказалось, что загадочные изображения были получены с помощью линейной камеры «термоскана» – аппарата, по своему принципу действия напоминающего скорее ткацкий станок, нежели обычный фотоаппарат. Его основу составляет зеркало, качающееся в направлении, перпендикулярном движению станции. Прибор фиксирует лишь изображение узкой полосы того или иного ландшафта, а следующая полоса фиксируется при повторном повороте зеркала. И так – цикл за циклом, полоса за полосой – формируется полное изображение. Понятно, что оно соответствовало истинной картине лишь при полной неподвижности фиксируемой панорамы. Если же какая-то часть ее двигалась, возникали неизбежные искажения. Так вот, темная полоса, которая многими воспринималась как «инверсионный след» движения некоего объекта, на самом деле возникла из-за прохождения тени «Фобоса» по поверхности Марса – температура грунта понизилась, и на термоскане появилась соответствующее затемнение. А сам продолговатый объект – не что иное, как размазанная из-за искажений, даваемых аппаратом, тень самого «Фобоса».

Наиболее же вероятной причиной потери «Фобоса-2» было признано одновременное «зависание» двух каналов бортовой вычислительной машины и, как следствие, потеря ориентации с переходом в беспорядочное вращение.

Таким образом, главной цели космического проекта советские ученые не достигли. И все же кое-какие результаты удалось получить. Например, впервые на Землю были переданы тепловые изображения поверхности красной планеты с пространственным разрешением от 2 до 3 км. Спектрометрические исследования гамма-излучения поверхности Марса позволили оценить содержание основных породообразующих элементов (магния, алюминия, серы, железа) и естественных радиоактивных элементов (урана, тория). Анализ химического состава атмосферы Марса дал распределение по высоте концентраций водяного пара, молекулярного кислорода, углекислого газа, пыли, профили температуры и давления. С помощью видеоспектрометрического комплекса было получено 37 изображений поверхности Фобоса с разрешением до 45 м в пикселе. И, разумеется, никаких признаков искусственного происхождения спутника Марса обнаружено не было, к чему ученые давно успели привыкнуть.